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公開番号2025127322
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-01
出願番号2024023993
出願日2024-02-20
発明の名称無線通信システム、特徴量推定装置、無線通信方法、および無線通信用プログラム
出願人NTT株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
主分類G01N 22/00 20060101AFI20250825BHJP(測定;試験)
要約【課題】本開示は構造物に係る複数の特徴量の推定精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】本開示の無線通信システムは、無線信号を送信する送信機と、無線信号から伝搬チャネル情報を導出する受信機と、構造物の特徴を推定する特徴量推定装置とを備える。特徴量推定装置は第一学習モデルと第二学習モデルとを有する。特徴量推定装置は伝搬チャネル情報から送信機のアンテナと受信機のアンテナ間における無線信号の差分情報を導出する。さらに差分情報を第一学習モデルに入力し複数の特徴量を推定する。さらに該複数の特徴量を第二学習モデルに入力し、複数の修正特徴量を推定する結合推定処理を実行する。結合推定処理は、特徴量に基づいて第一の修正特徴量を推定する処理と、特徴量と第一の修正特徴量を結合させて第二の修正特徴量を推定する処理を含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
無線信号に基づき前記無線信号の伝搬路に存在する構造物の特徴を推定する無線通信システムであって、
前記無線信号を送信する送信機と
前記無線信号から伝搬チャネル情報を導出する受信機と、
前記受信機から前記伝搬チャネル情報を受け付ける特徴量推定装置と、
を備え、
前記特徴量推定装置は、
第一学習モデルと第二学習モデルとを有し、
前記伝搬チャネル情報から前記送信機のアンテナと前記受信機のアンテナ間における前記無線信号の差分情報を導出する処理と、
前記差分情報を前記第一学習モデルに入力し複数の特徴量を推定する個別推定処理と、
前記複数の特徴量を前記第二学習モデルに入力し、複数の修正特徴量を推定する結合推定処理と、
を実行するように構成され、
前記結合推定処理においては、
前記特徴量に基づいて第一の修正特徴量を推定する処理と、
前記特徴量と前記第一の修正特徴量を結合させて第二の修正特徴量を推定する処理と、を含む、無線通信システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記特徴量推定装置は、学習時においては、
特徴量が既知の値である学習用の差分情報に対して前記個別推定処理を施すことで得られる複数の特徴量が前記既知の値に近づくように前記第一学習モデルに学習させる処理と、
前記第一学習モデルが推定した複数の特徴量に対して前記結合推定処理を施すことで得られる複数の修正特徴量が前記既知の値に近づくように前記第二学習モデルに学習させる処理と、
を実行するように構成される、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記結合推定処理においては、
前記第一学習モデルが推定した前記複数の特徴量の推定精度を推定する処理と、
推定精度が高い前記特徴量に対して大きな重みを与えたうえで前記第二学習モデルに入力する処理と、
をさらに含む請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記結合推定処理においては、
前記修正特徴量の推定精度を推定する処理と、
推定精度が高い修正特徴量に対して大きな重みを与えたうえで前記特徴量と前記修正特徴量を結合させる処理と、
をさらに含む請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信機または前記受信機は複数であって、
前記特徴量推定装置は、
前記修正特徴量の推定精度が高い前記送信機と前記受信機の組み合わせを決定する処理と、
前記組み合わせにおいて測定された前記伝搬チャネル情報を優先的に取得する処理と、
を更に実行する、請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
送信機と受信機の間でやり取りされる無線信号に基づき前記無線信号の伝搬路に存在する構造物の特徴を推定する特徴量推定装置であって、
第一学習モデルと第二学習モデルとを有し、
前記受信機から伝搬チャネル情報を受け付ける処理と、
前記伝搬チャネル情報から前記送信機のアンテナと前記受信機のアンテナ間における前記無線信号の差分情報を導出する処理と、
前記差分情報を前記第一学習モデルに入力し複数の特徴量を推定する個別推定処理と、
前記複数の特徴量を前記第二学習モデルに入力し、複数の修正特徴量を推定する結合推定処理と、
を実行するように構成され、
前記結合推定処理においては、
前記特徴量に基づいて第一の修正特徴量を推定する処理と、
前記特徴量と前記第一の修正特徴量を結合させて第二の修正特徴量を推定する処理と、を含む特徴量推定装置。
【請求項７】
送信機と受信機の間でやり取りされる無線信号に基づき前記無線信号の伝搬路に存在する構造物の特徴を推定する無線通信方法であって、
前記無線信号から伝搬チャネル情報を導出することと、
前記伝搬チャネル情報から前記送信機のアンテナと前記受信機のアンテナ間における前記無線信号の差分情報を導出することと、
前記差分情報を第一学習モデルに入力し複数の特徴量を推定する個別推定処理を実行することと、
前記複数の特徴量を第二学習モデルに入力し、複数の修正特徴量を推定する結合推定処理を実行することと、
を含み、
前記結合推定処理においては、
前記特徴量に基づいて第一の修正特徴量を推定することと、
前記特徴量と前記第一の修正特徴量を結合させて第二の修正特徴量を推定することとを含む無線通信方法。
【請求項８】
送信機と受信機の間でやり取りされる無線信号に基づき前記無線信号の伝搬路に存在する構造物の特徴を推定する特徴量推定装置に実行させる無線通信用プログラムであって、
特徴量推定装置に、
前記受信機から伝搬チャネル情報を受け付ける処理と、
前記伝搬チャネル情報から前記送信機のアンテナと前記受信機のアンテナ間における前記無線信号の差分情報を導出する処理と、
前記差分情報を第一学習モデルに入力し複数の特徴量を推定する個別推定処理と、
前記複数の特徴量を第二学習モデルに入力し、複数の修正特徴量を推定する結合推定処理と、
を実行させるプログラムを含み、
前記結合推定処理においては、
前記特徴量に基づいて第一の修正特徴量を推定する処理と、
前記特徴量と前記第一の修正特徴量を結合させて第二の修正特徴量を推定する処理と、を実行させるプログラムを含む無線通信用プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、送受信機間でやり取りされる無線信号から構造物の特徴を推定する技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
送信機と受信機でやりとりされる無線信号から取得されるＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）またはＯＦＤＭのサブキャリアごとの伝搬チャネル情報などに基づき、構造物の外側の形状を推定するワイヤレスセンシング技術が開発されている。また、構造物の内部状態を推定する技術も進んでいる（例えば非特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Y. Liu, L. Jiang, L. kong, Q. Xiang, X. Liu, and G. Chen, “WiFruit: See through fruits with smart devices”, ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies, vol.5, no.169, pp.1－ 29, 2021.
Chen Wang, Jian Liu, Yingying Chen, Hongbo Liu and Yan Wang, “Towards In－baggage Suspicious Object Detection Using Commodity WiFi”, IEEE Conferene on Communications and Network Security, 30 May 2018 － 01 June 2018.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、測定されたＣＳＩから複数の特徴量を推定する場合においては、個々の特徴量を個別に推定するよりも、複数の特徴量を組み合わせて推定したほうが推定精度は向上すると考えられる。このことは、例えば最初に構造物の大きさを捉えたうえで細部の材質、色等を把握したほうが構造物の特徴を精緻に知ることができるといったように、我々人間は感覚的に行っていることである。
【０００５】
しかしながら、上述の方法においては、構造物に係る複数の特徴量の推定結果を結合させたうえで更に推定することができない。そのため構造物に係る複数の特徴量の推定精度を向上させることができないといった課題を有する。
【０００６】
本開示は上述の課題を解決するため、構造物に係る複数の特徴量の推定精度を向上させることができる無線通信システムを提供することを第一の目的とする。
【０００７】
また本開示は、構造物に係る複数の特徴量の推定精度を向上させることができる特徴量推定装置を提供することを第二の目的とする。
【０００８】
また本開示は、構造物に係る複数の特徴量の推定精度を向上させることができる無線通信方法を提供することを第三の目的とする。
【０００９】
また本開示は、構造物に係る複数の特徴量の推定精度を向上させることができる無線通信用プログラムを提供することを第四の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の第一の態様は、
無線信号に基づき前記無線信号の伝搬路に存在する構造物の特徴を推定する無線通信システムであって、
前記無線信号を送信する送信機と
前記無線信号から伝搬チャネル情報を導出する受信機と、
前記受信機から前記伝搬チャネル情報を受け付ける特徴量推定装置と、
を備え、
前記特徴量推定装置は、
第一学習モデルと第二学習モデルとを有し、
前記伝搬チャネル情報から前記送信機のアンテナと前記受信機のアンテナ間における前記無線信号の差分情報を導出する処理と、
前記差分情報を前記第一学習モデルに入力し複数の特徴量を推定する個別推定処理と、
前記複数の特徴量を前記第二学習モデルに入力し、複数の修正特徴量を推定する結合推定処理と、
を実行するように構成され、
前記結合推定処理においては、
前記特徴量に基づいて第一の修正特徴量を推定する処理と、
前記特徴量と前記第一の修正特徴量を結合させて第二の修正特徴量を推定する処理と、を含むことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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